四甲基硅烷燃燒制備氣相法白炭黑的研究.pdf

1、燃燒法制備粉體的工藝方法可以制備諸多具有優(yōu)良形貌結構特性的納米材料，有著過程連續(xù)化，生產規(guī)模化，后處理簡易化等特點，在工業(yè)上有著廣泛的應用。但是燃燒法合成存在產物顆粒尺寸形貌控制困難的問題。
　　為解決以上問題，搭建了一套由前驅體氣化，擴散火焰燃燒器及收集裝置組成的系統(tǒng)，以四甲基硅烷為前驅體，甲烷為伴燒燃料，氧氣為氧化劑，氮氣為載氣在該系統(tǒng)中試驗合成了超細納米白炭黑，研究了燃燒合成氣相二氧化硅納米顆粒的主要影響因素。由于實驗規(guī)模的

2、限制，燃燒室內溫度，流速，組分濃度均難以直接準確測量，本文對四甲基硅烷燃燒制備氣相白炭黑的過程進行了Fluent建模模擬，將燃燒室內溫度場，流場和組分濃度分布可視化。主要研究內容及結論如下:
　　(1)以四甲基硅烷為前驅體，采用氣相燃燒工藝可以取代傳統(tǒng)氫氧焰高溫水解四氯化硅工藝制備理化特性優(yōu)良的超細白炭黑。
　　(2)通過控制變量法，逐一考察了火焰構型、前驅體濃度、甲烷（伴燒燃料）流量、氧氣（氧化劑）流量以及氮氣（載氣）流量

3、對合成納米二氧化硅的尺寸和結構的影響。研究發(fā)現雙擴散火焰構型最有利于小顆粒的生成，顆粒粒徑隨前驅體濃度增大而近似線性的增大，尺寸分布變寬。顆粒粒徑隨著甲烷流量的增大而不斷增大，但后半段增大變緩慢。顆粒粒徑隨氧氣及載氣氮氣流量增大而逐漸減小?？偨Y了影響燃燒合成納米二氧化硅顆粒的主要因素有:前驅體濃度，火焰溫度以及初級顆粒在高溫區(qū)的停留時間。
　　(3)在擴散火焰燃燒器上，通過適當加大載氣氮氣的流量，顆粒粒徑可以控制且尺寸分布更為均勻